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第1章 空气动力技术概论 1

1.1空气动力技术发展简史 2

1.2空气动力技术主要研究范围和研究方法 3

1.2.1空气动力学基础研究 5

1.2.2风洞试验技术 8

1.2.3空气动力计算技术 10

1.2.4空气动力设计技术 11

1.2.5空气动力飞行试验技术 14

1.3空气动力创新研究 15

第2章 空气动力基础理论 18

2.1概述 18

2.2空气属性 19

2.2.1连续介质假设 19

2.2.2空气的基本参数 20

2.2.3空气基本属性 21

2.2.4大气层及大气参数随高度的变化 23

2.2.5空气的几种简化模型 25

2.2.6空气流动的类型 26

2.2.7空气中作用在物体上的气动力 29

2.3空气动力基本方程 31

2.3.1流体运动的描述方法 31

2.3.2空气动力基本方程 36

2.4无黏、不可压缩流动基础 38

2.4.1伯努利方程及应用 38

2.4.2几种典型的二维不可压位流 39

2.4.3几种基本流动的叠加 42

2.4.4库塔-儒科夫斯基定理 45

2.4.5绕翼型不可压流动 46

2.4.6绕有限翼展机翼不可压缩流动 51

2.5可压缩流动基础 55

2.5.1热力学基础 56

2.5.2声速、马赫数、滞止参数、临界参数 57

2.5.3超声速流动的特征——激波 59

2.5.4喷管的可压缩流动 64

2.5.5绕翼型的可压缩流动 67

2.5.6可压缩流中的面积律 71

2.5.7细长旋成体理论 72

2.6黏性流体力学基础 75

2.6.1层流与湍流 75

2.6.2边界层及边界层厚度 77

2.6.3流动稳定性和转捩 80

2.6.4流动分离 81

2.6.5雷诺数对流动的影响 83

2.6.6其他影响流动的因素 85

2.6.7边界层流动控制减阻 87

2.7高超声速流动 88

2.7.1高超声速流动的空气动力学特点 88

2.7.2高超声速机翼的升力和阻力 90

2.7.3高超声速飞行器的气动加热和热防护 91

2.8旋涡空气动力学基础 92

2.8.1机翼绕流中的前缘脱体涡流及其气动特性 92

2.8.2旋涡空气动力的应用 93

2.9空气动力相似理论 97

2.9.1相似现象和相似定理 97

2.9.2空气动力学的相似准则 97

2.10螺旋桨和旋翼气动特性 98

2.10.1螺旋桨 98

2.10.2升力旋翼 102

2.11空气动力噪声 104

2.11.1气动噪声的基本问题 104

2.11.2气动噪声的基本理论 105

2.11.3气动噪声源分类 106

第3章 空气动力风洞试验技术 108

3.1概述 108

3.2风洞 109

3.2.1风洞发展简史 109

3.2.2国外代表性大型风洞试验设施简介 112

3.2.3风洞的分类 116

3.3风洞试验的基础理论 141

3.3.1相似理论 141

3.3.2相似准则与相似定理 142

3.3.3风洞试验的相似准则 143

3.4风洞试验基本要素 146

3.4.1风洞流场校测 146

3.4.2风洞试验模型 148

3.4.3模型支撑系统 150

3.4.4风洞试验用天平 151

3.4.5风洞气流参数测量 158

3.4.6数据处理方法 167

3.4.7标模试验 167

3.5风洞试验技术 173

3.5.1风洞试验类型 173

3.5.2风洞试验基本流程 174

3.5.3常规测力测压试验 175

3.5.4进排气和动力模拟试验 181

3.5.5非定常试验 188

3.5.6流动显示与测量试验 198

3.5.7其他特种风洞试验 204

3.6风洞试验的数据修正 215

第4章 空气动力计算技术 219

4.1概述 219

4.2计算空气动力学基本理论 223

4.2.1空气动力学控制方程 223

4.2.2方程求解 223

4.2.3网格生成方法 228

4.3计算空气动力学与流场/气动力计算分析 233

4.3.1固定翼飞行器 233

4.3.2直升机 254

4.3.3风洞中流动的数值模拟 264

4.3.4流动控制装置 266

4.4计算空气动力学与飞行器设计 272

4.4.1气动设计方法分类 273

4.4.2优化设计方法 274

4.4.3计算示例 275

4.5交叉学科计算研究 281

4.5.1计算气动声学 281

4.5.2计算气动弹性 289

4.5.3飞机结冰计算 296

第5章 空气动力设计技术 307

5.1概述 307

5.2飞机设计 307

5.2.1飞机设计的内容和阶段 307

5.2.2飞机研制各阶段的任务 309

5.3飞机主要参数的确定 313

5.3.1飞机的起飞重量（飞机总重量） 313

5.3.2飞机的推重比 314

5.3.3机翼面积（翼载） 314

5.4飞机气动力设计内容与技术支持 315

5.4.1气动力设计内容 315

5.4.2提高飞机性能的气动布局措施 321

5.4.3气动力设计的技术支持 324

5.5飞机形式的确定 327

5.5.1飞机形式的定义 327

5.5.2已采用的飞机气动布局形式 327

5.5.3几种概念飞机的气动布局形式 333

5.5.4战斗机的划代 335

5.6翼型的选择与设计 337

5.6.1翼型的作用与发展 337

5.6.2翼型的几何参数 338

5.6.3翼型的气动参数 339

5.6.4翼型的种类与特征 341

5.6.5影响翼型特性的主要参数 345

5.6.6翼型的选择 346

5.6.7翼型设计 347

5.7机翼设计 347

5.7.1机翼设计要求 347

5.7.2机翼平面形状参数 347

5.7.3机翼几何参数对气动特性的影响 350

5.7.4各种平面形状机翼的气动特性 353

5.7.5机翼的安装 362

5.7.6机翼上翼型的配置与弯扭设计 363

5.7.7翼根整流及翼梢设计 365

5.8机身设计 368

5.8.1机身主体设计 368

5.8.2面积律 371

5.8.3翼身融合体设计 374

5.9尾翼设计 375

5.9.1平尾设计 375

5.9.2垂尾设计 377

5.10飞机增升装置设计 380

5.10.1后缘增升装置的种类 380

5.10.2后缘襟翼气动力设计 382

5.10.3前缘增升装置种类 383

5.10.4前缘襟翼气动力设计 384

5.10.5前、后缘增升装置的配合使用 385

5.10.6涡流发生器 385

5.10.7动力增升装置 388

5.10.8推力矢量增升——垂直和短距起降飞机 391

5.10.9旋翼增升 394

5.11进气、排气系统综合设计 395

5.11.1进气系统设计 395

5.11.2排气系统设计 402

5.12外挂物和发动机短舱的气动布局 406

5.12.1外挂物对飞机气动性能的影响 407

5.12.2外挂物的挂装方式 407

5.12.3外挂物的投放和分离 408

5.12.4外挂物布局设计还应注意的事项 409

5.12.5发动机短舱吊挂布局 409

5.12.6发动机短舱气动外形设计 413

5.13稳定性与操纵性气动力设计 416

5.13.1飞机的稳定性 416

5.13.2飞机的操纵性 419

5.13.3俯仰、方向稳定面和操纵面气动力设计 421

5.13.4横向操纵面气动力设计 421

5.13.5操纵面的补偿设计 423

5.13.6随控布局技术 425

5.13.7推力矢量设计 427

5.14隐身飞机的气动力设计 429

5.14.1雷达隐身的基本概念 429

5.14.2雷达隐身性能气动力设计原则 431

5.14.3雷达隐身气动设计措施 433

5.14.4红外隐身 437

5.14.5飞机隐身性能要求与飞机性能要求的综合折中 437

5.15 无人机简介 438

5.15.1无人机的分类 438

5.15.2无人机气动力设计特点 441

5.16临近空间高超声速飞行器气动布局设计 444

5.16.1临近空间高超声速飞行器气动布局的主要形式 444

5.16.2临近空间高超声速飞行器的主要类型 445

第6章 空气动力飞行试验技术 448

6.1概述 448

6.1.1大气模型自由飞试验 449

6.1.2验证机飞行试验 459

6.2飞行试验的内容和主要设备 462

6.2.1自由飞模型设计要求 462

6.2.2验证机设计要求 463

6.2.3飞行试验测试流程 463

6.2.4飞行试验测量装置 465

6.2.5数据采集及处理设备 468

6.3飞机飞行试验 469

6.3.1气动特性飞行试验 469

6.3.2气动载荷飞行试验 473

6.3.3气动弹性飞行试验 475

6.3.4飞机抖振飞行试验 477

6.3.5航空声学飞行试验 479

6.3.6大迎角飞行试验 480

6.3.7飞机尾旋特性飞行试验 481

第7章 空气动力工业应用技术 483

7.1概述 483

7.2风力机空气动力技术 484

7.2.1风力发电原理 484

7.2.2风力机主要性能参数 485

7.2.3风力机空气动力设计 486

7.2.4风力机空气动力试验 490

7.3汽车空气动力技术 495

7.3.1汽车流场与空气动力特性 495

7.3.2汽车外形空气动力设计 499

7.3.3汽车空气动力试验 504

7.4列车空气动力技术 510

7.4.1列车空气动力特性 510

7.4.2列车空气动力试验 513

7.5建（构）筑物空气动力技术 516

7.5.1建（构）筑物空气动力研究目的和内容 517

7.5.2研究方法 517

7.5.3建筑物风荷载与风环境 518

7.5.4建筑物风洞试验 521

7.6桥梁空气动力技术 523

7.6.1桥梁空气动力特性 524

7.6.2桥梁抗风设计 528

7.6.3桥梁空气动力试验 529

第8章 空气动力技术展望 534

8.1概述 534

8.2未来飞行器发展趋势 534

8.3空气动力基础技术发展趋势 536

8.4飞行器气动力设计技术发展趋势 537

8.5风洞试验技术发展趋势 539

8.6计算流体力学技术发展趋势 541

8.7气动力相关交叉技术发展趋势 542

8.8结束语 542

参考文献 544